阿拉尔自动气象站与人工观测气温对比分析

徐生斌

（新疆阿克苏水文勘测局，新疆 阿克苏 843000）

1 基本概况

1.1 测站基本概况

阿拉尔水文站设立于1956年1月，位于阿克苏地区阿拉尔市，塔里木河干流上游段三河汇合口肖峡克以下48 km 处，东经81°17′59″，北纬40°32′13″，测站高程1 000 m（85 基准基面），距塔里木河流域上游（阿克苏、叶尔羌河、和田河）三条源流汇合口以下约14 km 为塔里木河上游的水量总控制站，担负着塔里木河流域防汛、抗旱的重担。阿拉尔水文站是国家重要水文站及全国重点报汛站，塔里木河流域是中国也是世界上最大的内陆河流域，位于西北旱区内陆盆地，流域总面积102万km。从叶尔羌河河源（即塔里木河河源）拉斯开木河至台特玛湖，河流全长2 437 km。

1.2 气候特征

塔里木河阿拉尔水文站属大陆性暖温带干旱气候，位于塔克拉玛干沙漠边缘，其特点是：降水较少，蒸发旺盛，气温昼夜温差较大，光照充足，空气干燥，冬春较长，夏秋较短，降水主要集中在夏季。流域历年平均气温12.40 ℃，极端最高气温42.10 ℃（2017年7月10日），极端最低气温零下-24.0 ℃（2008年1 月30 日），多年平均降水量52.40 mm，多年平均蒸发量1 820 mm，最大蒸发量27.07 mm（2008年6月11日），无霜期172 d。

2 自动与人工资料对比及相关分析

2.1 观测气温观测对比分析

该站气象场场地设于阿拉尔水文站院内，塔里木河北岸600 m 处。占地面积320 m2，自动气象站有气象六要素包括气温、降水、蒸发，进行对比观测，各项设备按气象规范要求设置于气象设备场内，符合国家规范要求标准。

依据《地面气象观测规范》2.4条规定，结合本站实际，采用2022年6—8月气象观测资料进行对比观测及分析，8时、14时、20时、日最高、日最低自动与人工观测气温相关图，如图1～5。

图1 8时自动与人工观测值相关图

图2 14时自动与人工观测值相关图

图3 20时自动与人工观测值相关图

图4 20时最高自动与人工观测值相关图

图5 20时最低自动与人工观测值相关图

由以上相关图可以看出，8时、14时、20时、日最高、日最低自动与人工观测气温相关系分别为0.981 6、0.984 3、0.982 7、0.941 7、0.923 1，人工观测与自动观测的相关点在图上分布密集，呈直线趋势，两者的相关系数很高，说明两种观测方式取得的监测数据存在明确的线性关系，斜率接近1，且相关关系显著。

2.2 对比偏差分析

点绘各时段人工数据与自动观测数据偏差过程线图，具体见图6。

图6 各时段人工数据与自动观测数据偏差过程线图

由图1以及样本数据统计得出，自记气温与人工8时气温外偏差系统较小，最大偏差为±1.90°出现在最高气温里面，最小为±0.00°系统误差为在-0.02～2.09，标准差在0.40～1.10。

从样本数据整体偏差分析，自动气象仪器较人工观测值系统性偏小，通过一日气温变化过程分析，6—8月三个月的最高气温出现一般在17—18点。结合数据分析早上8点气温比较稳定，所以早上8时气温比较接近偏差0.00，8时以后13—20时升温过程，20 时以后气温开始降，14 时升温比较快，所以自动和人工值偏差约0.90，20 时气温值偏差0.30。偏差可忽略不计，最低气温一般出现在凌晨，处于降温过程，数据上反映自动较人工值偏差约0.40。

3 产生差异的主要原因有：

①人工气象站在数据收集过程中，由于人为操作的不确定性，可能存在观测误差。观察员的主观因素和精度限制，可能会对数据产生一定的影响。而自动气象站具有高精度、高稳定性和连续性的特点，可以减少人为因素的干扰，提高数据的准确性。②人工气象站和自动气象站各有其特点和适用范围。人工气象站侧重于一些特殊情况和特定环境，而自动气象站注重数据连续性和大范围覆盖，适用于对大量数据的快速获取和分析。无论人工气象站还是自动气象站，在气象观测和预报中扮演着重要的角色，提供了宝贵的气象数据，助力各行各业的发展和决策。

4 结语

自动观测与人工观测对比观测中，从日出开始气温逐渐升高，自动观测气温开始与人工观测气温基本一致，符合《气象观测规范》观测要求，通过自动站观测气温和人工观测的气温要素进行比较分析，自动站各要素与人工观测值相关度很高，接近于1，这说明自动站测量数据理论精度较高，同时能实现自动站的可靠测量，满足相应规范的技术要求，气温完全可代替人工观测值，并应用于阿拉尔站气温观测及资料整编。随着科技的进步，未来人工气象站和自动气象站继续发展和完善，相辅相成，共同为人类提供更精准的气象信息。